工件装夹与夹具设计原
第二章工件装夹和机床夹具
第四节 工件在机床夹具中的定位
例2.在圆柱体上钻孔，保证孔尺寸及与外圆柱的同轴度。
第四节 工件在机床夹具中的定位
影响加工要求的自由度，必须限制；不影响加工要求
的自由度可限制，可不限制。
例及与3.图底示面，的在平一行工度件两上项铣要通求槽，。必为须保限证制尺Z寸, X6,0Y00.20mm
为保证尺寸30±0·1mm及槽侧面与B面的平行度，必须限制
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
2．夹紧元件或夹紧装置 夹紧工件，并使其在加工时在外 力作用下仍然保持工件在夹具中 正确位置的元件或装置称为夹紧 元件或夹紧装置。它一般由动力 装置（如气缸、油缸等）、中间 传力机构（如杠杆、螺纹传动副、 斜楔、凸轮等）和夹紧元件（如 卡爪、压板、压块等）组成。
X
,Leabharlann Z两个自由度，至于 Y 则可限制可不限制。
图1-12
第四节 工件在机床夹具中的定位
5.正确处理过定位： 1） 改变定位元件的结构避免过定位
如图示，把长圆柱销改成短圆柱销，即可避免了过定位。
第四节 工件在机床夹具中的定位
2. 去掉多余的定位支承，消除过定位
如图示，定位支承销3重复限制了Y 把定位支承销3撤消，
第二章 工件装夹与机床夹具
主要讲述内容： 第一节 基准的概念 第二节 工件的装夹方法 第三节 专用机床夹具的组成及其分类 第四节 工件在机床夹具中的定位 第五节 定位误差的分析与计算 第六节 工件的夹紧及夹紧装置 第七节 夹具设计的基本要求和步骤 第八节 夹具设计实例
第一节 基准的概念
一、基本概念： 1. 定位：
图1-7
第四节 工件在机床夹具中的定位
夹具设计的原理
夹具设计的原理
夹具设计的原理是根据被加工工件的特点和加工要求，设计一种能够牢固固定工件并使其处于正确位置、方向和姿态的装置。
夹具的设计原理可概括为以下几点：
1. 刚性支撑：夹具必须具有足够的刚度和稳定性，以确保工件在加工过程中不发生位移或变形。
设计时要考虑工件的重量、形状和加工力等因素，并合理布置支撑点，增加夹具的刚性。
2. 合理定位：夹具的设计要保证工件能够准确地定位到所需加工位置。
通过设计合适的定位元件，如销子、定位块等，使工件能够在夹具中精确定位，并且能够快速、稳定地进行装夹和拆卸。
3. 稳定夹持：夹具应该能够牢固地夹持住工件，防止其在加工过程中发生滑动或转动。
常用的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧等，根据工件的特点和加工要求选择适当的夹紧方式。
4. 安全可靠：夹具设计要考虑操作人员的安全因素，避免夹具在使用过程中发生意外伤害。
对于有旋转部件的夹具，应设计相应的防护装置，避免操作人员的手部接触到夹具中的旋转部件。
5. 经济实用：夹具设计要符合经济性原则，尽量减少成本同时满足加工要求。
夹具的制造和维护成本应合理控制，设计中要考虑所用材料的成本，加工工艺的复杂程度等因素。
综上所述，夹具设计的原理是通过刚性支撑、合理定位、稳定夹持、安全可靠和经济实用等方面的考虑，设计出一种能够有效固定工件并满足加工要求的装置。
夹具的设计应根据具体工件的特点和加工要求进行综合考虑，以实现高效、精确和安全的加工过程。
工装夹具设计原理
工装—即工艺装备： 指制造过程中所用的各种工具的总称.包括刀具/ 夹具/模具/检 具/工位器具等.工装为其通用简称.工装分为专用工装/通用工装工装。 一般来说，工装都是某种产品专属的东西。比如说冲压车间内部，模具属于工装 （模具只能生产对应的冲压件），液压机、冲床属于设备（液压机、冲床可以填装不 同模具生产）；焊装的焊接夹具属于工装（焊接夹具只能特定使用于某种焊接总成）， 焊钳、焊机属于设备（焊钳、焊机只要适合，就都能用得上）。 注意不要把“工装”和“设备”混淆了！！ 夹具：顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置。属于工装的一种，不仅仅是焊装 用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就 需要。 模具：用以限定生产对象的形状和尺寸的装置. 刀具：机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理 解为金属切削刀具。 工位器具：用以在工作地或仓库中存放产品或工具的各种装置. 检具：生产中检验所用的器具 工装夹具：简单的说，就是用于工件装夹的工具。用于在机械加工中对工件进行夹持 或定位, 以达到一定工艺要求的特制的装备或工具. 设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无 时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等
5：良好的工艺性 （1）对工装夹具良好工艺性的基本要求 A:整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用 件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。 B:各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。 C:便于夹具的维护和修理。 （2）合理选择工装基准 工装基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只 对此表面或线进行调整和修配。工装基准一经加工完毕，其位置和尺寸 就不应再变动。因此，那些在工装装配过程中自身的位置和尺寸尚须调 整或修配的表面或线不能作为装配基准。所以选择工装基准应考虑： A:工装基准与工序基准重合，降低因基准不符产生误差； B:尽量用精基准作为定位基准，以保证足够精度；（若用表面，只用 一次） C: 使工件安装稳定，变形小。 D: 基准统一，降低设计制造夹具费用； E: 定位方便，夹紧可靠，便于操作。
第二章工件的装夹及夹具设计
【例9】如下图，工件加工一个通槽，工件所要保证的加工尺寸为a±△a，因此 设计夹具时只需要限制a所在方向的自由度,以C面为定位基准, 工件以夹具定位加 工，按调整法进行，刀具位置按对刀基准调整。
a± △ a
B
Ami n
L± △ L
a)
C
δ定位产生的原因： a尺寸的工序基准是B， 定位基准是C，两者是 不重合的
第二章
2-1 概 述
工件的装夹及夹具设计
为了加工出符合规定技术要求的 表面，必须在加工前将工件装夹在机 床上或夹具中。
一. 装夹的概念
将工件在机床上或夹具中定 位、夹紧的过程
（1）装夹的目的
实现工件的定位与夹紧
定位：加工前使工件在机床或夹具中占有正确位置的过 程。
夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定 位位置不变的操作。
3） 夹 具 装 夹 概念：将工件直接安装在夹具的 定位元件上的方法 特点： ①工件在夹具中的正确定位，是 通过工件上的定位基准面与夹 具上的定位元件相接触而实现 的。因此，不再需要找正便可 将工件夹紧。 ②由于夹具预先在机床上已调整 好位置，因此，工件通过夹具 相对于机床也就占有了正确的 位置 ③通过夹具上的对刀装置，保证 了工件加工表面相对于刀具的 正确位置。
二.装夹的方法
1）直接找正装夹
概念：用划针、百分表等 工具直接找正工件位置并 加以夹紧的方法称直接找 正安装法。
效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。
2）划线找正装夹
概念：先用划针画出要加工 表面的位置，再按划线用划 针找正工件在机床上的位置 并加以夹紧
通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。
工件的装夹和夹具
B
Omax
O Omin
D
+TD 0
A
d
0 -Td
轴最细，孔最大
3） 当定位孔与心轴(或定位销)任意边接触时（心轴垂直放置）时。
ΔH3
=2 (Rmax-r1min)+rmax-rmin；
= Dmax-d1min+Td/2=TD+Td1+Δmin+Td/2
轴最细，内孔最 大，外圆最大
正确位置
b
轴最细，孔最大 ，外圆最小
1）、在长方体工件上铣通槽
2）、在长方体工件上铣不通槽
Z O
X Y
应 该限制 五个 自由度： Y; Z; X; Y; Z;
不完全定位
应该 限制六个自由度 ： X ;Y;Z; X ;Y;Z;
完全定位
3）、在球面上铣平面
4）、在车床上车外圆
Z O
X Y
应该限制一个自由度： Z
不完全定位
应该 限制四个自由度： Y ; Z ;Y ; Z ;
b)
Y;Z
Y;Z
c)
顶尖限制:
X Y、Z 方向转动自由度
4）连杆加工
Z X
Z X
X Y b） Z
X
X Y
Z X
b1）
X Y
X Y
b2） 图2-23b 过定位示例分析
b3）
5）圆柱件钻孔
Z
X
X Y c） X
X
Z X
X
Y
Z
c’）
Y c1）
图2-23c 过定位示例分析
六、 定位误差
1. 定位误差的概念
工序尺寸方向与接触点和销子中心连线方向相同，则其定
机械制造工艺学——工件的装夹及夹具设计
项合并使用，即： δ装夹+δ对定<= 2T/3
特点：易于保证定位精度，装夹所用时间短夹具装夹过程
（二）夹具装夹误差 因采用夹具装夹，而造成加工表面的尺寸、
位置误差称为夹具装夹误差。 夹具装夹误差由三个方面的误差组成：
工件装夹误差δ装夹
对定误差δ对定
过程误差δ过程
（1）工件装夹误差δ装夹：与工件在夹具中装 夹有关的加工误差。
包括：定位误差δ定位： 工件在夹具中定位不准确所造成的加工误差。
夹紧误差δ夹紧：夹紧时，因工件或夹具 变形所造成的加工误差。
（2）对定误差δ对定：与夹具相对于刀具及 切削成形运动有关的加工误差。
包括：对刀误差δ对刀：夹具相对于刀具位 置有关的加工误差。
夹具位置误差δ位置：夹具相对成形运动 位置有关的加工误差。
（一）直接装夹：工件定位基准面与机 床上的装夹面紧密帖合而定位，进而夹 紧的装夹方式称为直接装夹。
（二）找正装夹：以工件的有关表面或专 门划出的线痕作为定位的依据，然后夹 紧工件的装夹方式称为找正装夹。
（三）夹具装夹：先根据工件某一工序的加工 要求设计、制造夹具，工件定位基准面与夹 具上的定位面紧密帖合而定位，然后夹紧的 装夹方式称为夹具装夹。
第二章 工件的装夹及夹具设计 2-1 概述
一、装夹的概念 装夹：将工件在机床或夹具上定位、夹紧的
过程称为装夹。 定位：工件在机床或夹具上占据正确位置
的过程称为定位。 夹紧：为保持工件的正确定位而将工件夹
牢的过程称为夹紧。
工件夹紧时可以 先定位，后夹紧 也可以 定位和夹紧同时进行
二、装夹的方法：共有三种
（3）过程误差δ过程：与加工过程中一些因 素有关的加工误差。
加工误差不等式：为了得到合格产品，上述 各项误差之和应小于等于公差T，即：
机械制造技术基础-第4章-机床夹具设计原理-课后答案
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
工装夹具设计的基本原则
一、工装夹具设计的基本原则1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程；3.满足装夹过程中的简单与快速操作；4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件；8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则；10.形成公司内部产品的系列化和标准化。
二、工装夹具设计基本知识1、夹具设计的基本要求（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度（2）夹紧的可靠性（3）焊接操作的灵活性（4）便于焊件的装卸（5）良好的工艺性2．工装夹具设计的基本方法与步骤（1）设计前的准备夹具设计的原始资料包括以下内容：1）夹具设计任务单；2）工件图样及技术条件；3）工件的装配工艺规程；4）夹具设计的技术条件；5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。
（2）设计的步骤1）确定夹具结构方案2）绘制夹具工作总图阶段3）绘制装配焊接夹具零件图阶段4）编写装配焊接夹具设计说明书5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
3．工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类：1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V 形块、定位销等定位元件。
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。
3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。
4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。
4．夹具结构工艺性（1）对夹具良好工艺性的基本要求1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。
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5）随行夹具
随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。 该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为
一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行 不同工序的加工。
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（2）按使用的机床分类
由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同， 对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。
按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、 铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮 机床夹具和其他机床夹具等。
使工件在加工过程中保持定位后的正确位置 不变动。
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装夹方式
工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、 工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点 等。
主要装夹形式有三种： 直接找正装夹、 划线找正装夹和 夹具装夹。
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装夹的方式
1）直接找正装夹 2）划线找正装夹
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4）组合夹具
组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造 好的标准元件和部件组装而成的夹具。
由专业厂家制造， 其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件
能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批 生产。
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钻床夹具
钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。 它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹 具体组成。
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镗床夹具
镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或 支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模 底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹 紧装置组成。
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2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于 加工不同工件的夹具。
例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的 平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由 专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。
效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到
0.1～0.5mm。
此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。
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使用夹具装夹
使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正 确的定位和夹紧。
还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人技 术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类 型。
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（3）按夹紧动力源分类
根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动 夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、 磁力夹具、真空夹具等。
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3、机床夹具的组成
定位元件
夹紧装置或元件
机床夹具的组成件
夹具体
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图为用于钻轴套工件上 φ 6H7孔的钻床夹具， 工件以内孔及端面为定位基准，在夹具的定 位销6及其端面上定位，即确定了工件在夹具 中的正确位置。
3） 夹 具 装 夹
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效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。
通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。
操作简单，效率高， 容易保证加工精度， 适用于各种生产类型 。
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直接找正装夹
将工件装在机床上，然后按工件的某个（或 某些）表面，用划针或用百分表等量具进行 找正，以获得工件在机床上的正确位置。
其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、
小批量的生产中。
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2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具。
其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以 保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。
当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。
直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很 高，适用于单件小批生产或定位精度要求特 别高的场合 。
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划线找正装夹
这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划 出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找 正线找正工件的位置，然后夹紧工件。
划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但
当用夹具装夹工件来对进行加工 时，必须满足三个条件：
1、这批工件在夹具中占有正确的加工 位置；
2、夹具安装在机床上应具有准确的位 置；
3、刀具相对夹具应具有准确的位置。
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第二章
工件装夹与夹具设计原理
为保证工件某工序的加工要求，必须在加 工前，使工件在机床上相对刀具的切削或 成形运动处于准确的相对位置。
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工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧 力把工件固定，使工件在加工中保持在准确 定位的位置上，
否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等 力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏 了原来的准确定位，无法保证加工要求。
这个过程称为夹紧。 这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。
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一、机床夹具概述
1、机床夹具的概念
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的 一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和 刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
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装夹 = 定位 + 夹紧
定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置
的过程。
夹紧：工件定位后对工件施加一定的外力，
只适用于产品固定且批量较大的生产中。
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3）通用可调夹具和成组夹具
其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可 以调整，以适应不同零件的加工。
用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组 夹具。
通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明 确，适用范围更广一些。
这项工作便是对工件的装夹（安装）。
在成批加工工件时一般都通过夹具来进行。
机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要 组成部分。
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这里涉及了三层关系：
工件相对夹具， 夹具相对于机床， 工件相对于机床。
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工件的最终精度是由工件件相对于机床 获得的。所以“定位”也涉及到三层关系： 工件在夹具上的定位； 夹具相对于机床的定位； 工件相对于机床的定位； 而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接 保证的。